《医用物理学》-第4章 分子动理论 液体的表面现象

目录01第一节

物质的微观结构02第二节

理想气体分子动理论03第三节

热平衡态的统计分布04第四节

液体的表面现象中国科学技术大学出版社第4章

分子动理论液体的表面现象030201理想气体分子的状态方程、压强公式、能量公式；弯曲液面的附加压强。理想气体分子的微观模型、分子动理论的统计方法、液体的表面现象。物质微观结构的基本观点、气体分子速率分布规律和能量分布规律、输运过程及表面活性物质的作用。掌握熟悉了解学习要求中国科学技术大学出版社第四章

分子动理论第一节

物质的微观结构第4章

分子动理论液体的表面现象中国科学技术大学出版社中国科学技术大学出版社微观量用来表示单个分子特征的的物理量，如大小、质量、速度、能量等。宏观量

用来表示大量分子集体特性的物理量，如温度、压强、体积等。中国科学技术大学出版社2.分子都处在永不停息的、无规则的运动之中。1.一切物体都是由大量的分子组成。3.分子之间存在力的相互作用分子间的引力和斥力统称分子力。中国科学技术大学出版社（a）分子间作用力F与分子间距离r的关系（b）分子间作用势能Ep与分子间距离r的关系第二节

理想气体分子动理论中国科学技术大学出版社第4章

分子动理论液体的表面现象中国科学技术大学出版社1.分子本身的大小与分子之间的平均距离比较起来，可以忽略不计。2.除了气体分子相互碰撞和气体分子与容器壁碰撞的瞬间外，气体分子之间及气体分子与容器壁之间的作用力可忽略不计。一、理想气体微观模型3.气体分子之间的碰撞和气体分子与容器壁的碰撞都是完全弹性的。1.平衡态2.态参量二、理想气体状态方程3.理想气体状态方程中国科学技术大学出版社中国科学技术大学出版社

气体的压强三、理想气体的压强公式中国科学技术大学出版社单个分子遵循力学规律分子施于器壁的冲量x方向动量变化两次碰撞间隔时间单个分子单位时间施于器壁的冲量单位时间碰撞次数中国科学技术大学出版社大量分子总效应N个分子施加给器壁A1面的压强为单位时间内N个分子与A1面碰撞而施予A1面的总平均冲力为中国科学技术大学出版社各方向运动概率均等气体压强公式分子平均平动动能中国科学技术大学出版社1.理想气体分子的平均平动动能和温度的关系四、理想气体的能量公式中国科学技术大学出版社（1）在相同的温度下，一切气体分子的平均平动动能都相等。（2）温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度。（3）温度是大量分子热运动的集体表现，对于单个分子来说，温度是没有意义的。玻尔兹曼常数宏观可测量量微观量的统计平均值分子平均平动动能中国科学技术大学出版社2.自由度决定一个物体在空间的位置所需要的独立坐标数目中国科学技术大学出版社单原子分子

303双原子分子325多原子分子336分子自由度平动转动总中国科学技术大学出版社3.能量按自由度均分原理分子平均平动动能

气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平均动能都相等，均为，这就是能量按自由度均分定理。中国科学技术大学出版社在相同的温度和压强下，各气体在相同的体积内所含的分子数相等。1.阿伏伽德罗定律五、理想气体定律的推导

中国科学技术大学出版社2.道尔顿定律总压强为:混合气体的压强等于组成该混合气体各成分的分压强的和。i种不同气体,在同一容器中,温度相同,则第三节

热平衡态的统计分布中国科学技术大学出版社第4章

分子动理论液体的表面现象中国科学技术大学出版社一、麦克斯韦速率分布定律：分子总数中国科学技术大学出版社速率分布函数函数f(υ)定量地反映出一定气体的分子在一定温度下按速率分布的具体情况。：分子总数中国科学技术大学出版社分布在速率υ1到υ2间隔内的分子数在分子总数中的比率速率分布函数f(υ)归一化条件：分子总数中国科学技术大学出版社(1)曲线两端趋近于零。(2)与曲线f(υ)的最大值对应的速率υp叫做最概然速率。(3)当温度升高时，υp的值增大，f(υp)

减少。(4)在相同温度下，υp随气体分子质量的减小而增大。(5)阴影区的面积表示，速率位于区间内的分子数目占分子总数目的比率。

麦克斯韦分子速率分布曲线中国科学技术大学出版社1.最概然速率三种统计速率2.平均速率3.方均根速率

分子速率的三个统计值中国科学技术大学出版社中国科学技术大学出版社单位体积中的分子数目与分子的势能有关，服从玻耳兹曼能量分布定律：玻耳兹曼能量分布定律是一个普遍的规律，它对任何物质的微粒（气体、液体和固体的分子与原子，以及布朗粒子等）在任何保守场（重力场、电场等）中的运动情况都成立。二、玻耳兹曼能量分布定律大气分子在重力场中的分布：大气压与海拔高度的关系：第四节

液体的表面现象中国科学技术大学出版社第4章

分子动理论液体的表面现象思考:金属棒受到了哪些力？中国科学技术大学出版社表面张力在液体表面层内具有一种促使液体表面收缩的力。一、表面张力和表面能表面张力系数L

表面张力中国科学技术大学出版社表面层厚度为分子作用球半径的液面层。处于液体表面层的分子都受到一个指向液体内部的力的作用。ABCDr

液体表面层分子所受的力中国科学技术大学出版社表面能表面层中所有分子高出液体内部分子的那部分势能的总和，称为液体的表面能又称为表面自由能。ABCDr

液体表面层分子所受的力中国科学技术大学出版社表面张力系数与表面能面张力系数的大小等于增加单位表面积时所增加的表面自由能。

表面张力系数与表面能BLF中国科学技术大学出版社附加压强若液体表面为曲面，则表面张力有拉平液面的趋势，从而对液体产生附加压强。二、曲面下的附加压强

球形液面的张力和压强中国科学技术大学出版社总张力向下分量

球形液面的张力和压强向上压力大小相等球形液面的拉普拉斯公式球形液面下的附加压强中国科学技术大学出版社球膜的附加压强球膜的附加压强中国科学技术大学出版社大小不等的肥皂泡连通后将如何变化？球面附加压强实验中国科学技术大学出版社润湿和不润湿三、毛细现象接触角接触角液体润湿固体液体完全润湿固体液体不润湿固体液体完全不润湿固体中国科学技术大学出版社毛细现象将毛细管的一端插入液体中，液体润湿管壁时，管内液面上升，不润湿时则下降。毛细现象中国科学技术大学出版社液体在细管中流动时，如果管中有气泡，液体的流动将受到阻碍，气泡多时可发生阻塞。气体栓塞四、气体栓塞中国科学技术大学出版社表面活性物质使溶液的表面张力系数减小。五、表面活性物质与表面吸附表面非活性物质：使溶液的表面张力系数增大。表面吸附表面活性物质在溶液的表面层聚集并伸展成薄膜的现象。少量的表面活性物质将改变液体表面的性质。中国科学技术大学出版社呼吸过程